CN1189543A - 金属物体电气保护方法及其所用接地电极 - Google Patents

Abstract

一种金属物体电气防护方法,是将长形接地电极装入电解质介质内并同被防护的金属物体保持给定的距离,将物体和接地电极分别与电流源连接,形成防护回路,并使金属物体极化。所选进行电气连接的区段、电极的尺寸和/或电气参数,应使防护回路内电流的传布常数值小于或等于10^－3/m。接地电极包括中心导体18,粘着层20,和护套19。

Description

金属物体电气保护方法及其所用接地电极

本申请是申请日为1991年9月14日，申请号为91109057.6的中国发明专利申请“金属物体电气保护方法及其所用接地电极和电极的组合物”的分案申请。

本发明涉及物体的电气保护，更具体地说，是关系到金属物体的电气保护方法以及实现该方法的接地电极。

本发明可以用于长形金属结构的防腐蚀阴极保护，例如地下干线管道，也可以用于金属物体的电气保护，其中包括结构复杂的物体的防外来电压的保护。

按照已知的长形金属物体的阴极防护方法，在邻近被保护的表面的电解质媒体中，敷设包在导电线聚合物护套内的，呈连续柔性钢芯形式的长形阳极，其中阳极沿物体敷设，相隔一定距离，这距离由阳极与被保护的表面之间绝缘垫层的厚度决定，然后将物体与阳极接到极化电流源(US，A，4487676)。

但这种方法有一系列本质上的缺点。如阳极的配置规定在贴近被保护表面处，而其间的距离相对于整个系统的电气特性并非最佳。这种情况，甚至在平面平行电场的条件下，也使保护受到限制并引起电位分布不均匀，特别是在绝缘陈旧时。

此外，采用已知的保护接地(阳极)布置方法时，大大增加了排水处过度保护的危险，也就是整个保护系统加速报废的危险。

试图用降低电位的方法来避免过度保护会导致保护区的缩短，亦即全面降低保护效果。

已经知道有用柔性长形阳极作长形物体阴极保护的一种方法，能提供阳极与被保护表面间距离的最佳化。已知的方法包括，安装连续的柔性金属芯作为长形阳极(金属芯被与之作电气接触的塑性导电聚合物护套所包围)装在电解介质中，与物体保持一定的距离；将物体与阳极接到电流源；并使物体对阳极极化。按照这种方法，阳极材料的电阻率应在0.1～1000Ω·cm范围内，而纵向电阻率不应超过0.03-0.003Ω/m。其中阳极相对于被保护物体的配置应保持比值

式中：a-阳极与被保护物体间的最小距离，b-阳极与被保护物体间的最大距离，-被保护物体在垂直于阳极轴方向的最大尺寸(US，A，4502929)。

这一解决办法，仍然免不了有一系列缺点而不便于采用。例如，这种方法不能保证在长期运行中，保护电位差沿绝缘管道周围分布应有的均匀性，在管道表面上完全没有绝缘时，也会产生这种相似的负面效应。这与下面的事实有关，保护电位差既包括管子的自身的电位(决定于极化电流线密度的积分值)，又包括周围介质的电位(取决于导电空间体积的每一点上流过的电流微分密度)。后者在其他条件相同时，在很大程度上不仅决定于阳极与被保护物体间的距离，也决定于被保护物体的线性尺度，而且还决定于管道周围绝缘上存在的缺陷和不完整性，以及其接邻土壤的电化学性质。在比率 的许多情况下，不能保证在整个表面上(例如在管道的某些截面)的必要的保护水平。事实上，在对φ1400mm管道的相邻段(其绝缘电阻为300Ω·m与1,000Ω·m)作阴极保护时，则为了保证均匀的保护电位，阴极极化电流密度比应符合3∶1。在这种情况下，阳极偏离距离相同时，管道附近土地最近点的电位也将符合这个比值。如认为b＞＞，a＞＞，则达到b/a＜2的条件时，不能补偿地点电位的不均匀性，K＝3所代表的邻近部份保护水平的不均匀性，也不能补偿。相似的情况还发生在管道均匀部分保护的情形。在这种情形下，离阳极远、近处形成管状的地电位仍不均匀，这样就引起周围保护性电位差的分布不均匀，而降低了保护水平。限制性关系式不能避免这种不均匀性，因为对于管道，当有条件b-a＝ 时，此关系式取

的形式，这就使达到保护水平均匀的条件不能确定。

除上述以外，该方法的使用范围还受到整个结构以及方法中对阳极材料所给定的电阻范围的限制。达到这个范围时，阳极截面(不考虑柔性芯子的影响)，应该不小于0.33～333m²(直径0.63～18.3m)，这是完全不现实的。如果不计及说明书中所提到的芯子纵向电阻极限值(0.03～0.0003Ω/m)，则其直径应在0.9-8.7mm范围内，考虑到阳极制造与应用的工艺方法，这是难以做到的，因为这极大地降低了其坚固性与柔性。

既然达到所要求的保护水平在总体上取决于保护电流的绝对值与沿阳极的电流衰减速度，采用上述方法在高电阻的土壤中由于增加了阳极入端电阻或者由于被防护物体绝缘涂层良好而可能显得无效。在这些情况下，看来由于阳极过渡电阻很大而不能达到所需的保护电流值，而且由于沿阳极的电流传布常数已增加而不能达到所需的保护电流密度分布。这两个因素一般来说都大大限制了已知的长形阳极特别是上述的方法有效应用的范围。

溶解速度低特别是阳极的溶解速度低、电流流动的电阻低、以及电极工作表面电流流出均匀，是考虑到土壤电解质介质中电化学过程的进程特点而对接地电极的基本要求。满足上述要求就保证了电极工作的耐久性和有效性与周期性。同时伴随有循环负荷的运输与安装条件需要电极具有尽可能大的柔性与弹性，以提高其在运行中的可靠性。

在大型建筑构件的阴极保护中，电缆型电极(长形电极)优于销钉型电极，因为长形电极的电流输出是在平面平行的场中实现的，保证了大的保护有效工作系数。

已经知道的用于阴极保护系统的接地电极，采取许多工作元件(硅铁阳极)的形式，这些元件沿通电的电力电缆分布，并通过特殊结构的接触接头电气连接到电缆上，这种阴极保护保证了电缆的连续性与整个电极的整体性。电极的每个工作元件包括带具有锥形部分的中心孔的体部，穿过电极体中孔的连续电力电缆，以及用于将电极体固定到电缆并同时保证与电缆间电气连接的装置。固定与电气接触的装置由箍住电缆并放在电极体孔内的两个半套圈来实现。半套圈有导电材料制的中心部分直接与裸露的电缆接触，还有两个弹性电介材料制的锥形终端衬套。固定装置的半套圈成对地沿电缆轴分布，并用楔构成电极元件的整体连接(US，A，3326791)。

用硅铁阳极作为工作元件是电极脆性并在运输与安装中产生大量损失的原因。

带锥形电介质衬套的接触接头，由于它在运输与安装中可能机械变形而不能保证充分可靠的接触。此外，这种接头不能达到防止通电电缆与电磁介质作直接的电气接触，这样会引起电极过早损坏和报废。结果这种电极工作寿命不长。

已经知道对可磁化的金属制的容器内表面受电解质介质腐蚀进行阴极保护用的柔性长形阳极。该阳极至少包括一个钢的主干导体、包围着导体并与之电气连接的柔性长形导电聚合物护套、以及沿阳极轴与护套作机械连接或通过粘性层连接的由磁性材料(恒磁体)制的柔性介电质层。

磁性介电质层将阳极保持在被保护表面附近，但不让它与护套作电气接触。在阳极导电聚合物护套之间放一层多孔材料(多孔附加膜)(US，A，4487676)。

这种方法不能提供在保护容器与其他相似形状的物体时控制电流分布的可能性，亦即有离散微分的表面状态质量。阳极由于单块导电护套中电流衰减不能补偿而在保护区长度方面受到限制，并且由于磁性介电层必须将阳极直接放在被保护表面上，在保护作用范围(阳极两侧)方面就受到限制。与这些缺点有关，为了保证在全部被保护表面上达到所需的保护水平，阳极上需要加上更高的电流负荷，这将使它过早损坏，结果导致寿命缩短。

在技术实质方面与所申请的专利最接近的是，用于金属物体(例如管道)阴极保护系统的由导电聚合组合物构成的长形混合电极。该电极呈带状，并包括长形柔性金属芯与由导电聚合物制成的护套，该聚合物是基于热弹性层或聚氯乙烯型塑料，护套包着芯子与之作电气接触并形成电化学上活性的电极工作表面。电极可以放置在电解质不能穿透的附加的介电质外层护套上，该护套能防止电极工作表面与被保护物体表面直接接触(G，A，2100290)。

该电极不具有足够的坚固性，特别是在建筑安装期间，这与它弹性低且抗寒性低有关，因为温度低于-10°～15℃时，护套材料开始布满裂纹。电极的这一性质对其寿命也不利。此外，电极工作寿命不长还因为生物降解作用带来的损伤，又因为护套材料中填料含量较低、填料迅速损耗为电解质开放了达到芯子的通路，这样又引起损耗加速，还有因为增塑剂含量较低(增塑剂散失而电极护套迅速开裂)，这是由护套材料中所用热弹性层与塑料的材料用量低所决定的。

此外，电极结构允许使用有0.5Ωmm²/m电阻的载流芯子(作为比较，铜芯电阻0.018Ωmm²/m，钢芯电阻0.24Ωmm²/m)。这就在最恶劣的允许电阻0.03Ω/m时需要保证4.5mm的直径。同时，实现最好的电阻0.0003Ω/m实际上是不可能的，因为在直径为45mm时才能实现。这时护套聚合物材料电阻不超过10Ω·m。这就不允许充分利用长形电极的优越性，这优越性是不得小于5.5×10^-3I/m的电流衰减常数所保证的。在这些指标下，在电极上电流负荷增加(特别在接通点附近)，引起其工作寿命缩短。

导电聚合组合物与应用这些组合物的电气装置是人们熟知的。这些组合物的基本组分是含碳填料(元素碳)与聚合物基料即粘结剂，而根据组合物使用目的与条件可以加入不同的添加剂去改变每种组合物的性质(US，A，4442139)。

对于接地电极组合物的基本要求是要保证它导电性好，在电解质介质中的溶解速度小。接地电极的运输、堆放条件及其装配工艺又要求它们有较高的弹性。

就弹性指标而言，由导电聚合物为基础的组合物制成的各种已知电极，较之以在金属结构物阴极保护中使用的以金属氧化物或硅铁物质为基础制成的电极是有优越性的。

但是，要将高的弹性指标(不小于10％)和对于给定该类型(例如，土壤的)电解质属最优的导电性和溶解度指标(特别是阳极)进行稳定搭配，这是很复杂的技术课题。

已知一种具有高导电率的导电橡胶组合物，它含有导电填料(金属粉末加瓦斯炭黑)，并含有可与橡胶有限相容的分散性组分，例如聚氯乙烯，聚苯乙烯，尼龙，聚乙二醇，它们为了与弹性体粘合剂例如天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯，乙丙橡胶共聚物能形成混合物，取重量比相应为40-60和60-40。组合物中填料与分散剂以及橡胶基料的比例为1.1∶1到5∶1(US，A，4642202)。

在导电填料浓度不大时，此已知组合物具有不小于106Ω·cm的比电阻。

但是从其可能的应用来看，作为接地电极，特别对于阴极保护系统中的阳极接地装置来说，它具有一系列严重的缺点。首先，加入组合物的聚氯乙烯和聚苯乙烯类塑料具有形变复原性能，使其成份弹性不足，特别在低温下。此外，以聚氯乙烯类塑料为主的成份用料不多，亦即其中填料量不大。而且，金属粉末填料会使聚合物急剧氧化，特别在所加电流的作用之下，这导致聚合物出现裂纹和弹性的消失。

电解质经过空隙和微小裂纹的渗透使金属溶解，并迅速冲掉填料，以致在填料含量小的情况下急剧改变组合物的电气特性。因此，在对这种组合物所用的聚合物基料中的金属填料会促使组合物在电解质中比电阻很快增加，并造成它对于抗阳极溶解的稳定性差。结果，抗震和抗寒性不足，并使基于该组合物的材料的柔韧性降低，使它事实上不能用作接地电极。

已知有一种可用作长形导体的涂层的导电性组合物，它含百分重量％：导电填料(焙烧焦炭)5-75％；聚合粘合剂(乙烯丙烯酸酯或其他丙醛烯基胶乳聚合物于乳胶中)5-50％，水基溶剂5-50％；表面活性添加剂0-5％；浓缩剂0.1-10％，脂肪族醇C₃-C₁₂ 0.01-2.5％；抗微生物腐蚀剂和抗霉菌剂的混合体0.01-2.5％(US，A，4806272)。

以导电涂层的形式使用这种组合物作为钢筋混凝土结构的阴极防腐。

但这种组合物不具备足够的导电性，且其抗阳极溶解稳定性也不够，这是由于羧基的抗水解稳定性差，倾向于吸潮，因此提高了阳极溶解度。因此，由这种组合物制的涂层寿命不长。此外，由于丙烯酸酯的弹性不够而且焦炭和丙烯酸酯类聚合物不相互作用，因此该组合物制成的涂层不具有足够的弹性。

该组合物只能在阴极聚合结构上以阳极层的形式使用，不可能在传统的工艺设备上形成销钉型接地电极或电缆型接地电极，这就限制了组合物的使用范围，使它不能用于防护长形的地下金属结构。

有一种用于金属物体(如管道)的阴极防腐系统的柔性长形电极的组合物，在工艺实质上讲，与本发明申请的组合物最接近。该组合物包含的重量％是：导电填料(瓦斯炭黑或石墨)23-55；聚合物粘合剂(热塑性聚合物；聚偏二氟乙烯和丙烯酸类树脂，氯化聚乙稀)65-44.8；添加剂(抗氧化剂，碳酸钾)0.1-5.0。该组合物比电阻在23℃时为0.6-25Ω·cm，它的相对伸长是10％(G，A，2100290)。

从使用该种组合物作为地下建筑阴极防护的接地电极的可能性看，它有一系列缺点。首先，由于在它的粘合基体中所使用的组分例如氯化聚乙稀，聚丙酸氟化物易于水解，因而在土壤电解质中饱吸了组合物的潮气，因此这种组合物对阳极溶解不稳定。其次，作为聚合物基料主要材料的塑料用量不多，也就是说填料的含量有限。由于以上指出的一些原因，填料的冲掉不可避免地导致组合物比电阻急剧增加，也就是说导致失去防护回路中所给定的必要的电气特性。此外，此组合物的使用范围由于它的抗冻性不良而受到限制。抗冻性差是由于，在一切实现该组合物的方法中，它的粘合基体含有聚合物组分(含有聚合链节的热塑性聚合物，氯化物或氟化物，它们的结晶温度较高)。因此，在低温下出现组合物的牢固特性和电气特性的急剧恶化。

此组合物的塑性较低(相对伸长率10％)，因此，组合物质的柔性差，疲劳耐久性小也是严重的缺点。以此组合物为基础的电极对于运输、安装时常有的周期性形变就不稳定。

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种金属物体电气保护方法及其所用接地电极。

这一目的是这样实现的，在金属物体的电气防护法中，将长形的接地电极安装在电解质中，电极距被防护金属物体一定距离，将所防护的金属物体和长形接地电极与电流源进行电气上的连接，形成防护回路，并极化被防护金属物体，该接地电极内含有柔性的中心金属导体，围绕中心金属导体的是可溶性小的导电聚合物材料制成的护套，根据发明，要这样选择长形的接地电极和接地金属物体与电流源的连接区段，及长形接地电极的几何尺寸和/或电气参数，使防护回路中的电流传布常数值小于或等于10^-3m-1。

实现金属物体的阴极防护时，可以至少利用一个电流源，而所有的电流源沿长形接地电极按一定间隔接至其上，其间隔要保证防护回路里的电流衰减指数小于或等于1.5。

这一目的也可这样实现，在含有柔性中心金属导体以及围绕中心导体的用溶解度小的导电聚合物质制成的护套的接地电极中，按照本发明，在中心导体上覆上一层附着层，以保证电气接触。

在中心导体和护套中间，放置具有电子电导的导电性附着层。

最好护套是两层的，两层的导电性不同，而且最好沿电极的长度上，护套有可变的电气参数。

附着层沿电极长度具有可变的电气参数看来是有利的，中心导体最好是多股的，被总的附着层裹住，或者其每股被附着层裹住。

可起码在中心导体的某些部分表面上包上柔性护套而在整个接地电极上形成一个个区段，而各个无柔性护套的区段上则有绝缘层，借助用介电材料制成的轴套被部份柔性护套裹住和有柔性护套的各区段相连以形成整体连接。而且轴套的介电材料，柔性护套的材料，绝缘层的材料，都要选择合适，使他们具有热力学相互亲和性。

多股中心导体的每一股可以有具备绝缘层的一些区段和无绝缘层的一些区段，而柔性护套可以包裹所有无绝缘层的区段，这些区段借助介电材料的轴套和相应各股有绝缘层的区段相连，那些轴套由一段柔性护套裹着，并形成整体连接。

利用它作金属物体阴极防护时，多股中心导体中每一股可接到自己的电流源上，该电流源属于独立的防护回路。

最好至少对一股中心导线来说，有绝缘层的区段的长度与这区段上这股导线截面积的比例沿接地电极的长度为变化的。

本发明可提高接地电极防护作用的持久性，降低接地电极的电流电阻，提高它电位分布的均匀性，减小其可溶性，增加其耐寒能力。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是按照本发明金属物体电气防护法的实现原理图；

图2是根据本发明贮存器电气防护法的实现原理图；

图3和图1一样，但是根据本发明利用几个电流源的情况；

图4表示接地电极的截面；

图5表示接地电极有多层护套时的截面；

图6表示具有多股中心导体的接地电极的截面；

图7是具有多股中心导体的接地电极，其另一个实施方案的截面；

图8是根据本发明，电极另一种实施方案的截面；

图9是按照本发明具有两层护套和多股中心导体的接地电极截面；

图10是按照本发明，接地电极的中心导体上带有鳞刺的实施方案的纵向截面；

图11为接地电极中心导体的一些部分上有电气绝缘层的实施方案的纵向截面；

图12为按照本发明，具有多股中心导体的接地电极的纵向截面；

图13是根据本发明，使用具有多股中心导体的接地电极进行金属物体电气防护法的实现原理图。

以防护管道1(图1)的例子来讨论金属物体的电气防护方法，使用长形的接地电极2，它是装在电解质介质3中，例如土壤中，其距被防护的管道1为规定的距离。

用导体4将管道1，并用导体5将电极2分别和电流源6作电气连接，形成防护回路，同时使管道1极化。

电流源6以负极接向管道1，而以正极接向电极2。结果，在工作时有防护电流J一直在流过，其方向由箭头7指出。同时，管道1和电极2同电流源6的连接区段，以及电极的几何尺寸和/或电气参数应作这样的选择，使防护回路中电流传布常数α的值小于或等于10^-3/m。这一电流传布常数值α不该大于上述数值，否则电极内电流的衰减速度会增大到很大的程度，结果实际上排除了长形电极所固有的电流分布和电流输出的一切优点。

电流源6根据上述条件，如图1所示，可安排在靠近接地电极2的任何区段，在该图中是表示电流源6′或6″的位置在靠近于管道1的始端或终端。

在图2中表示存贮器8的电气防护方法的实现原理图，在其由介电物质做成的盖子9上安装了控制装置10，该装置用导体11和存贮器8的壳体连接，用导体12和电流源13连接，存贮器8的壳体本身也用电极14接地。存贮器8被长形的接地电极15包围着，该电极和存贮器8的壳体有电气连接。

在绝缘被击穿，并在装置10的壳体上出现电压时，这电压经导体11及存贮器8的壳体从长形电极15进入防护接地，防护电流7从该电极经土壤流到工作接地电源13的电极14去，而防护回路就在电源13处闭合。

图3中，举出了用两个电流源6和17实现管道阴极防护法的方案，这两个电流源电气上既和管道1相连，又与接地电极2相连，连接方式与电流源6在图1中所示方案的连接方式相同。防护电流I₁和I₂(图3)从电流源6和17流出的方向，由箭头7指出。此时，阴极防护最有效的方法取决于正确选择两个电流源6和17之间的距离L，应当这样选择，要保证防护回路中电流衰减指数，亦即乘积，小于或等于1.5。在电流衰减指数大于1.5时，防护回路中电流衰减速度增加得这样快，以致电极在长L的整个区段上会停止完成其防护作用。

连续的柔性长形阳极等距地安放在物体的被防护表面上，以便形成阴极电流的面平行电场，并引入一些附加限制，这些限制实际上使导电介质(如被防护管道周围的土壤)的电位差变平了。

曾在实际上确定，在利用柔性长形阳极实现阴极防护时产生的面平行电流场条件下，这一限制条件是关系式

                        a≥ζ            (1)

其中a-是阳极和被防护体之间的最小距离，-物体的最大尺寸，ζ-经验校正系数，由于遵循这一关系式，事实上排除了由屏蔽现象引起的建筑物的防护电位差的不均匀性。

为了提高长形电极2的强度和柔韧性，以及，在增加过渡电阻和输入电阻情况下为了扩宽其使用范围，引入了限制关系式供选择电极及经电流源6将其向被防护管道I接连的操作之用，

                       α₁≤10α₂        (2)

其中α₁，α₂-分别为阳极接地点25和被防护物体23的接通点之间的电流传布常数。

在遵循关系式(1)和(2)的条件(其中包括用平行敷设法进行接向电流源6的两个阳极接地)下，令沿接地和被防护体I的两个电流衰减速度，极度地接近，这就提高了有效防护水准，并拓宽了在高电阻土壤中接地的应用范围，这是通过最大限度地利用了长形电极2的性能，考虑到在保留由衰减引起的电流密度许可损失的条件下，因增加电流的流散间隔而产生的防护系统中入端电阻降低引起的电流而实现的。

作为比较的例子，我们看一下320mm直径管道区段阴极防护的几个方法，该管道有形状复杂的分叉，总的延伸距离是15.5公里，已运行15年，有腐蚀电位0.4伏M.C.Э(在土壤平均比电阻为30或100Ω·m时)。为了保证防护水平，用两种方案接入防护装置来补偿干涉和屏蔽这两种现象：用两个或四个电流源作补偿。根据基本的计算方法，这些电流源应当有额定功率300瓦特。它们必须装备集中的阳极接地，这些阳极接发相应地安放在离管道150或100米处，这些阳极接地相应地由20-100个或56-200个电极组成。为保证所需的电源工作制度，需要每年250或80瓦电能。

在使用将长形接地电极2连接到防护设备的方法时，有几种可能的不同方案。我们看其中下述几个：1)已知的满足关系式 的接通方法，其中b-阳极和被防护物体之间的最大距离；2)同样的，但相当于条件α_a≤11α_o；3)同样的，但相当于条件a≤4.5；4)满足关系式

5)满足关系式

6)满足关系式α_a＝10α_o；7)满足关系式α_a＜10α_o；8)满足关系式a＝5；9)满足关系式a＜6。

所讨论的各个具有不同阳极接地保护设备的接通方法，在保证相同的防护电平条件下的主要工作特性列于表1内。

                                      表  1

                系统参数      采用长形阳极接地的阴极防护法各方案

                      1      2      3      4      5      6      7      8     9

1                     2      3      4      5      6      7      8      9     10

土壤比电阻欧姆·米    30     100    30     30     30     30     30     100   100电流源的数量，个        100    60     30     10     10     4      4      8     8阳极接地组成电极数，个  -      -      -      -      -      -      -      -     -

      电缆长度，公里  17.65  15.5  15.5    15.5   15.5   15.5   15.5   15.5  15.5连接电缆长度，米        200    120   120     20     40     8      8      8     16年耗电量，仟瓦          0.03   0.054 0.03    0.33   0.33   0.4    0.2    0.26  0.26

                                     表1续

                               阴极防护法各方案

            有两个电流源集中阳极接地    有四个电流源集中阳极接地

                      11                          12

                 30         100              30          100

                 2          2                4           4

                 28         100              56          200

                 300        300              400         400

                 0.25       0.25             0.08        0.08

如表1所见，与已知方法相比，按所讨论的方法亦即长形阳极接地的方法，实现的方案保证了最好的结果，这些接地满足关系式： $\frac{b+D}{a+D}\≤3;a=5;{\mathrm{\α}}_a\≤10{\mathrm{\α}}_o$

因此，提高物体防护水平和拓宽方法应用范围是靠利用其技术优势，这些优势在于提高防护电位分布均匀性及增大其有效系数，也在于降低接地电极入端电阻，该电极要保证其与被防护物体间的距离最佳，以及其接地电气特性最佳。

上述金属物体电气防护方法中所用的接地电极含有长形柔韧的金属中心导体18(图4)，以及套在导体18外面的微弱可溶聚合物导电材料制的柔韧护套19。在导体18上有粘着层保证护套19和导体18之间的电气接触。

粘着层20因采用例如导电釉或导电胶而呈导电性，粘着层20密包着导体18并保证导体18和护套19之间的接触连接紧密。

护套19(图5)有两层，这两层21和22是选用不同电导率的层，制成沿电极长度电气参数变化的护套。通过选择制造护套19的组合物中填料的含炭浓度来实现这点。这样能控制防护电流的分布，对被防护物体的不同部位按照需要程度，保证防护电流的微分密度。

粘着层20沿电极长度也可以有变化的电气参数，从而可控制电极的电气特性，这是通过其中导电填料浓度的可变性达到的。

图6中表示出实现多股中心导体18′的方式，粘着层20包围着整个导体18，护套19是单层的，如图6所示，或者如图7中所示，是双层的。

可按不同的方式制成多股导体18。在图8中，带粘着层20的中心导体18被许多股线21包围，其每股又被自己的粘着层24所包围。

图9上示出实现电极的一种方法，其中的中心导体18″含几股芯线25，其中的每一股又被自己的粘着层24所包围。

这些制造电极的方案允许以其接地的工作部位利用电极，此时保证了电极和电流主导体(在内表面上)之间的可靠接触，保证了主导体对周围介质间的密封，考虑到护套沿长度方向导电率是改变的，并保证了阳极电流在整个接地长度上的均匀流散。

所述结构保证了以下接地性能：

—大大减少了接触节点数，排除了这些接触接点与周围介质的接壤，这就提高了结构的可靠性；

—大大降低了在高电阻土壤中的接地电阻，因为该接地电阻是有电流泄漏的线性长形电极；

—稳定了接地电阻随时间而变化，因为由于降低了接地电极表面上各点的阳极电流密度，减少了潮气的蒸馏；

—由于电极的导电护套的交替微分电导，在被防护物体上的电位和防护电流的分布均匀性有了保证。

如果粘着层是电介质时，为了保证中心导体18和护套19之间的电气接触，中心导体18有许多鳞刺26(图10)，他们经粘着层20′穿入到护套19中去，此时，粘着层20′可防止因护套19上纵向的可能作用力所引起的鳞刺26和护套19之间接触的破坏。

柔性护套19(图11)最好不沿整个接地电极长度安装，而只在其上一部分安装。所表示的方法中导体18在其长度上被分成两个区段27和28，有护套19的和没有护套的。此时，无护套19的区段27具有绝缘层29，并藉助套管30同带护套19的区段28连接，而套管30本身又被护套19的一段裹着。套管30由电介质例如氯磺聚乙烯，或者丁二烯和苯乙烯的共聚物制成。

套管30与其周围的护套19形成整体连接。

套管30，护套19和电绝缘层29各自所用的材料应选择得使它们具有热力学相互亲和性。例如，这样的材料搭配：1)护套19-带含炭填料的顺式-1.4-聚异戊二烯橡胶，套管30-丁二烯和苯乙烯共聚物，绝缘层29-聚丁二稀；2)护套13-聚丁二稀，套管30-氯磺聚乙稀，绝缘层29-丁二烯和硝基丙稀酸的共聚物。

为延长阳极接地的使用寿命，要保证各个区段的漏电流密度按规定交替，利用几个相同的接地电极31(图12)，32和33进行阳极接地可以做到这点。

这些电极31-33具有如图11中表示的结构，但在31-33(图8)的每个电极中，区段27和28的长度各不相同。此外，在接地中，在31-33的任何一个电极中的出现区段28处，增加附加护套19。箭头34、35和36有条件地表示阳极接地的不同区段的防护电流。

此长形电极的中心导体1有几个区段，并具有电气绝缘层29，这种电极在电气上是串接的许多单位电流输出元，以导体的纵向电阻和导电护套的横向电阻为特征。正是这两个参数决定着沿电极的电流分配和每个单元的电流微分输出，它们是由上述的两个电阻比例决定的。当导电护套19所用的组合物在电极内的比电阻为常量时，则通过在电介质层29中的导体1长度和截面积比例关系的可变性来达到控制电极特征参数的可能性。例如，假使在减小带电介质层29的导体段长度时还需要保持最初的特性，那末就要成比例地减小其截面积，即减小它的直径。若不改变其长度而要在接地的某一局部单元上增加输出电流，就必须在具有电介质层29的相应段上增加导体I的截面积。

这种结构的阳极接地是这样工作的。

为接入工作，该把具有离散性分布的电气特性的长形阳极接地沿着被防护物体安排。在把电流源6(图13)的“负极”接到这物体I而把“正极”接到接地电极去时，他们之间开始流过防护电流，形成平面平行电场，其90-95％在电极间的距离之内是闭合的。电流从源6流出，沿着导体18传布，而其带护套19电绝缘层29的区段27则阻止电流漏入周围介质去。当电流到达护套19的导流区段28时，它获得了经过周围介质流入置于其旁的被防护物体1去的可能性，这个被防护物体有横向电位梯度。电流流入物体1，就对它进行腐蚀破坏的防护，因为在“物体一介质”的边界上建立了必要的防护电位电平。电流沿接地电极的这种传布由“线长度”定律决定。亦即决定于电气特性：接地本身的入端电阻和电流传布常数。这就允许离散地选择护套19的导流区段28的单位元尺寸及其间距之间的比例关系，在这一比例关系下接地的电气特性和被防护物体1的相似电气特性一致或稍小。此时达到了电流在防护电流的平面平行电场中分布的最佳条件，从而提高防护的有效作用系数，从而在其他条件相同的情况下增加阳极接地的使用期。由于套管30的影响，提高了接地工作的可靠性，因为套管会阻止导流导体18和其周围介质间提前建立直接的电气接触。

在防护多量物体(例如，两个具有显著不同过渡电阻的平行管道1和1′)时，调节阳极接地输出电流的必要性特别大，以保证防护漏电流密度按规定交替。在要保证防护电流只流经接地电极的单位元37时，从这些单位元的每一个向管道1流出电流i_a，而向管道1′流出电流i_a′。为了在I，I′的每个管道上达到必须的防护水准，亦即达到有效电位φ，必须在其上保证正比于防护电流的公共消耗的共同的电位图φ₁和φ₂。如果此时接地是由两个电极31和32组成，而电极上有离散分布的护套19的导流区段28，那末从这些区段28中，就选择性地流出电流i_a和i_b。

此时，电流i_b保证了管道1′上的有效电位φ(电位图φ₂)，而管道1的防护条件保持不变。比较两张电位图φ′₂和φ₂表明，具有电极31和32的阳极接地，其防护电流的消耗大大减少，因此，在其他条件相同时，其使用寿命相应地长些。

接地电极的组合物中有含炭填料，橡胶基聚合物，增塑剂，杀虫剂。各组分以下列的重量百分数加入组合物中，

含炭填料             40-80

橡胶基聚合物         10-49.8

增塑剂               9-10

杀虫剂               0.2-1

作含炭填料的如瓦斯炭黑或极细的碳石墨尘粒。这种填料保证了从电极的金属导流芯体向电极本体的第一类电流输出的电子机理。此时，含炭填料本身具有很好的导电性，大约等于9-35欧姆·米，其阳极可溶性小，这就可以大大降低整个阳极接地体组合物的阳极可溶性，电极组合物含上述填料为40-80重量％。

在组合物里使用了橡胶基聚合物，氯丁橡胶或丁基橡胶或合成乙丙橡胶可作这种聚合物，而作为增塑剂可用邻苯二甲酸二丁酯或凡士林油脂或鲁勃刺克斯。

将相应数量(10-49％)的上述所列中的任何一种橡胶基聚合物加入组合物中，其中聚合物与含炭填料的相互比例正好处于建议的配比，就可保证组合物的高度弹性(不小于30％)与低的比电阻相搭配，考虑到阴极防护系统的要求，该比电阻应当达40-50欧姆·米。在组合物中加入增塑剂可使弹性稳定并使阳极可溶性低(0.24-0.48千克/安培·年)，为增大使用寿命，特别在非灭菌电解质介质例如泥土中的使用寿命，可加入杀虫剂(例如秋兰姆或氯酚或氨基甲酸酯)。

增塑剂和杀虫剂含量间的比例若改变到超出所建议的极限时，组合物的基本性能会极大地变坏。提高橡胶基聚合物含量或相应地降低含炭填料的含量，就可以降低增塑剂的含量，会引起组合物比电阻的急剧增加。降低上述粘结剂的含量或增加含炭填料的含量则减小了组合物的弹性。为把弹性维持在原有水平上，必须增加增塑剂含量，而这种增加也引起组合物体积比电阻的明显增加。

把杀虫剂含量降低到小于0.2％，组合物就丧失抗细菌的稳定性，而把它的含量提高到大于1.0％时，就会引起组合物的毒性，这是卫生法规不允许的。

因此，组合物各组分的比例若如上述，就能保证三个基本的定量指标：

阳极可溶性    不大于0.24-0.48千克/安培·年

比电阻        不大于40-50欧姆·米

弹性                  不大于30％

用以下方法制备接地电极的组合物。

在温度40-90℃的条件下在捏炼机上制备橡胶基聚合物，将含炭填料，增塑剂和杀虫剂加入其中。混合开始时，在1-5分钟过程中粘结剂增韧。然后，在6-9分钟时加入增塑剂和杀虫剂。在10-18分钟时加入含炭填料。在19-21分钟时结束搅拌。  在电气压力机中140-160℃的温度下进行硫化。

制出了一些组分的各种混合物，其组分的数量比不同，加入组分的具体物质也不同。各种数据列于表2，各组分的数量对组合物性能影响的研究结果列于表3。

                            表  2No                         组分含量，重量％

组合物号      含炭填料              橡胶基聚合物

                            氯丁橡胶  丁基橡胶  乙丙橡胶

   1             2            3          4         5

   1             40           49.8       -         -

   2             40           49.8       -         -

   3             40           49.8       -         -

   4             40           -          49.8      -

   5             40           -          49.8      -

   6             40           -          49.8      -

   7             40           -          -         49.8 8        40        -            -            49.89        40        -            -            49.810        60        29.8         -            -11        60        29.8         -            -12        60        29.8         -            -13        60        -            29.8         -14        60        -            29.8         -15        60        -            29.8         -16        60        -            -            29.817        60        -            -            29.818        60        -            -            29.819        80        10.0         -            -20        80        10.0         -            -21        80        10.0         -            -22        80        -            10.0         -23        80        -            10.0         -24        80        -            10.0         -25        80        -            -            10.026        80        -            -            10.027        80        -            -            10.028        60        29.7         -            -29        60        30.0         -            -30        60        -            29.7         -31        60        -            30.0         -32        60        -            -            29.733        60        -            -            30.0

                      表2续No                        组分含量，重量％组合物                增 塑 剂                杀虫剂)

    邻苯二甲酸二丁酯 凡士林油 鲁勃刺克斯1          6              7         8           91          10.0           -         -           0.22          9.5            -         -           0.73          9.2            -         -           1.04          -              10.0      -           0.25          -              9.5       -           0.76          -              9.2       -           1.07          -              -         10.0        0.28          -              -         9.5         0.79          -              -         9.2         1.010          10.0           -         -           0.211          9.5            -         -           0.712          9.2            -         -           1.013          -              10.0      -           0.214          -              9.5       -           0.715          -              9.2       -           1.016          -              -         10.0        0.217          -              -         9.5         0.718          -              -         9.2         1.719          9.8            -         -           0.220          9.4            -         -           0.621          9.0            -         -           1.022          -              9.8       -           0.223          -              9.4       -           0.624          -              9.0       -           1.025          -              -          9.8        0.2

26    -          -         9.4         0.6

27    -          -         9.0         10.0

28    10.0       -         -           0.3

29    9.2        -         -           0.8

30    -          10.0      -           0.3

31    -          9.2       -           0.8

32    -          -         10.0        0.3

33    -          -         9.2         0.8

在组合物No.1-3、10-12，19-21，28，29中用了秋兰姆作杀虫剂，在组合物No.4-6，13-15，22-24，30，31中-用氨基甲酸酯，在其余的组合物中-用氯酚。

                      表  3组合物       组合物的       组合物比电阻      弹性      抗菌的组成号    阳极可溶性       欧姆·米          ％       稳定性

       千克/安培·年1            2                3              4           51           0.15             50             41         稳定2           0.17             50             38         稳定3           0.18             48             32         稳定4           0.19             50             41         稳定5           0.21             50             35         稳定6           0.23             45             30         稳定7           0.24             50             40         稳定

8        0.26          48          31          稳定

9        0.28          40          30          稳定

10       0.25          50          42          稳定

11       0.26          48          40          稳定

12       0.27          45          35          稳定

13       0.23          48          42          稳定

14       0.26          45          38          稳定

15       0.29          40          34          稳定

16       0.27          48          35          稳定

17       0.28          46          34          稳定

18       0.29          39          32          稳定

19       0.28          46          36          稳定

20       0.31          38          34          稳定

21       0.35          34          31          稳定

22       0.31          44          36          稳定

23       0.36          36          32          稳定

24       0.41          32          30          稳定

25       0.35          42          34          稳定

26       0.42          30          31          稳定

27       0.48          28          30          稳定

28       0.25          48          38          稳定

29       0.25          48          41          稳定

30       0.25          50          36          稳定

31       0.24          49          40          稳定

32       0.25          49          38          稳定

33       0.24          50          40          稳定

从表3可见，由推荐组合物制成的接地装置，其阳极溶解速度比已知的要小好几倍。因此，以建议的比例加入邻苯二甲酸二丁酯和氯丁橡胶型的橡胶基聚合物作增塑剂会将平均溶解速度降低到原来的1/1.8至1/2.9，亦即由这些组合物制成的接地装置使用寿命增加到同样的倍数。类似使用丁基橡胶型的橡胶基聚合物和凡士林油脂类增塑剂可将平均溶解速度降低到原来的1/1.6至1/2.5，而用合成乙丙橡胶型的橡胶基聚合物和鲁勃刺克斯型的增塑剂降低到原来的1/1.4到1/2.2，也就是说，总的是平均。

上述所有不同组成的组合物阳极的可溶性实际上都较低于已知组合物，这就可使由这类组合物制成的阳极接地装置的电极的使用寿命提高10-15年。

在组合物成分中加入杀虫剂在重量浓度不小于0.2％的情况下，可提高抵御细菌破坏的稳定性。

将杀虫剂的重量含量提高到大于1.0％，会使制造组合物的工艺过程呈有毒性，而由它制成的制品在许多场合也呈有毒性。必要的保护措施使组合物制造过程的工艺性不良，而卫生标准又不允许实际使用有毒制品。

含具体杀虫剂(也就是秋兰姆，氨基甲酸酯，氯苯酚)的组合物例子列举在表4内，其中的其他组分根据列于表2中3-8栏内相应组合物编号的那个比例采用。

                     表  4No组合物号     秋兰姆          氨基甲酸酯          氯酚1              2                3               41             0.2               -               -2             0.7               -               -3             1.0               -               -4             -                 0.2             -5             -                 0.7             -6             -                 1.0             -7             -                 -               0.28             -                 -               0.79             -                 -               1.0

10          0.2          -          -

11          0.7          -          -

12          1.0          -          -

13          -            0.2        -

14          -            0.7        -

15          -            1.0        -

16          -            -          0.2

17          -            -          0.7

18          -            -          1.0

19          0.2          -          -

20          0.6          -          -

21          1.0          -          -

22          -            0.2        -

23          -            0.6        -

24          -            1.0        -

25          -            -          0.2

26          -            -          0.6

27          -            -          1.0

28          0.3          -          -

29          0.8          -          -

30          -            0.3        -

31          -            0.8        -

32          -            -          0.3

33          -            -          0.8

为了改善组合物，它还含有数量达到占橡胶基聚合物量10重量％的结构稳定剂，此时，假如结构稳定剂的量超过了10重量％，那末组合物就超出了最低允许的弹性极限，使电极的机械性能变坏，并降低其使用寿命。

可使用氯化镁和氯化钙的混合物或者硅胶或者经煅烧的氧化镁作为结构稳定剂。表5内列出了含结构混定剂的组合物例子，其中稳定剂的含量都相对于上述橡胶基聚合物中每一个进行了选择。其它组分的含量则按表2中相应的组合物号采取。

                              表  5

No           橡胶基聚合物                结构稳定剂

组合物  氯丁    丁基        乙丙  氯化钙氯化镁  硅胶    煅烧

        橡胶    橡胶        橡胶    混合物             氧化镁

1        2       3           4        5          6       7

1        45.27   -          -         4.52       -        -

2        45.27   -          -         4.52       -        -

3        45.27   -          -         4.52       -        -

4        -       45.27      -         -         4.52      -

5        -       45.27      -         -         4.52      -

6        -       45.27      -         -         4.52      4.52

7        -       -          45.27     -          -        4.52

8        -       -          45.27     -          -        4.52

9        -       -          45.27     -          -        4.52

10       27.1    -          -         2.71       -        -

11       27.1    -          -         2.71       -        -

12       27.1    -          -         2.71       -        -

13       -       27.09      -         -          2.71     -

14       -       27.09      -         -          2.71     -

15       -       27.09      -         -          2.71     -

16       -       -          27.1      -          -        2.71

17       -       -          27.1      -          -        2.71

18       -       -          27.1      -          -        2.71

19       10.0    -          -         1.0        -        -

20       10.0    -          -         1.0        -        -

21       10.0    -          -         1.0        -        -

22       -       10.0       -         -          1.0      -

23    -          10.0        -        -          1.0        -

24    -          10.0        -        -          1.0        -

25    -          -           10.0     -          -          1.0

26    -          -           10.0     -          -          1.0

27    -          -           10.0     -          -          1.0

28    27.0       -           -        2.7        -          -

29    27.28      -           -        2.72       -          -

30    -          27.0        -        -          2.7        -

31    -          27.28       -        -          2.72       -

32    -          -           27.0     -          -          2.7

33    -          -           27.28    -          -          2.72

在No19-27的组合物中，含炭填料的含量为79重量％。

在表6中列举了某些物理性能，这些物理性能是采用与表2-5中列出的聚合物相对应的组合物制成的接地电极所具有的。

                        表  6No      组合物阳极    组合物  弹性  电阻的运行  抗细菌组合物号    可溶性      比电阻   ％     稳定性    稳定性

    千克/安培·年  欧姆·米           ％1           2             3       4       5          61           0.15          50      41      80         稳定2           0.17          50      38      85         稳定3           0.18          48      32      95         稳定4           0.19          50      41      80         稳定5           0.21          50      35      85         稳定6           0.23          45      30      95         稳定7           0.24          50      41      80         稳定

8        0.26       48          31       85          稳定

9        0.28       40          30       95          稳定

10       0.25       50          42       80          稳定

11       0.26       48          40       85          稳定

12       0.27       45          35       95          稳定

13       0.23       48          42       80          稳定

14       0.26       45          38       85          稳定

15       0.29       40          34       95          稳定

16       0.27       48          35       80          稳定

17       0.28       46          34       85          稳定

18       0.29       39          32       95          稳定

19       0.28       46          36       80          稳定

20       0.31       38          34       85          稳定

21       0.35       34          31       95          稳定

22       0.31       44          36       80          稳定

23       0.36       36          32       85          稳定

24       0.41       32          30       95          稳定

25       0.35       42          34       80          稳定

26       0.42       30          31       85          稳定

27       0.48       28          30       95          稳定

28       0.25       48          38       85          稳定

29       0.25       48          41       95          稳定

30       0.25       50          36       85          稳定

31       0.24       49          40       95          稳定

32       0.25       49          38       85          稳定

33       0.24       50          40       95          稳定

因此，所申请的接地电极用组合物，在制造工艺上很适用，有很高的弹性，很低的比电阻，对阳极溶解的高稳定性，抗细菌破坏。这就允许减少其用量并提高阳极接地中此种电极的寿命平均达100％，这是极为重要的，因为地下建筑物电化学防腐中建设费用的主要部分是初装费和置换阳极接地的费用。

本发明可用在象地下管道干线这样长形金属结构的阴极防腐系统中，也可用来作一些金属物体的电气防护，其中包括形状复杂物体对外部电压的防护。

Claims (21)

1.一种金属物体电气防护方法，其中长形接地电极(2)包含一个柔性金属中心导体(18)和护套(19)，护套裹住中心导体(18)，并由溶解度小的导电聚合材料制成，将接地电极装入电解质介质中，同被防护的金属物体(1)保持给定的距离，在电气上将被防护的金属物体(1)和长形接地电极(2)分别与电流源(6)连接形成防护回路，并使金属物体(1)极化，其特征在于：选择长形接地电极(2)和被防护金属物体(1)至电流源(6)的连接区段，以及选择长形接地电极(2)的尺寸和/或电气参数，以使防护回路中的电流传布常数值小于或等于10^-3/m。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在实现金属物体(1)的阴极防护时，还另外使用至少一个电流源(17)，而且所有电流源(6，17)沿长形接地电极的长度接向接地电极，相隔的间距要保证防护回路中的电流衰减指数小于或等于1.5。

3.一种实现金属物体电气防护方法所用的接地电极，包括长形柔性中心金属导体(18)和护套(19)，护套包裹着中心导体(18)并由可溶性小的导电聚合材料制成，其特征在于：在中心导体(18)上有粘着层(20)保证电气接触。

4.如权利要求3所述的接地电极，其特征在于：在护套和中心导体(18)之间具有电子电导的导电粘着层(20)。

5.如权利要求3或4所述的接地电极，其特征在于：护套(19)被做成双层的，两个层(21，22)的电导选得不一样。

6.如权利要求3或4所述的接地电极，其特征在于：护套(19)具有沿接地电极长度方向变化的电气参数。

7.如权利要5所述的接地电极，其特征在于：护套(19)具有沿电极长度方向变化的电气参数。

8.如权利要求3或4所述的接地电极，其特征在于：粘着层(20)具有沿电极长度而变化的电气参数。

9.如权利要求7所述的接地电极，其特征在于：粘着层(20)具有沿电极长度而变化的电气参数。

10.如权利要求3或4所述的接地电极，其特征在于：中心导体(18)做成多股的，由共同的粘着层(20)所包裹。

11.如权利要求9所述的接地电极，其特征在于：长形中心导体做成多股的，由共同的粘着层(20)所包裹。

12.如权利要求3所述的接地电极，其特征在于：中心导体(18)做成多股的，而粘着层(20)包裹着每一股(23)。

13.如权利要求10所述的接地电极，其特征在于：导体(18)做成多股的，而粘着层(20)包裹着每股线(23)。

14.如权利要求3或4所述的接地电极，其特征在于：至少在中心导体(18)的某些部分上包有柔性护套(19)，从而在整个接地电极上形成一些分开的区段(27，28)，接地电极的区段(27)无柔性护套(19)，但有电气绝缘层(29)，并借助由介电材料制成而被柔性护套(19)的一部分所包裹的轴套(30)将区段(27)和具有柔性护套(19)的区段(28)连结起来形成整体连接。

15.如权利要求6所述的接地电极，其特征在于：至少在部分中心导体(18)的某些部分上包有柔性护套(19)，从而在整个接地电极上形成一些分开的区段(27，28)，接地电极的区段(27)无柔性护套(19)，但有电气绝缘层(29)，借助于由介电材料制成而被柔性护套(19)一部分所包裹的轴套(30)将区段(27)和具有柔性护套(19)的区段(28)相连接形成整体连接。

16.如权利要求14所述的接地电极，其特征在于：轴套(30)的介电材料，柔性护套(19)的材料和电气绝缘层(29)的材料要选择具有热力学互相亲和性。

17.如权利要求15所述的接地电极，其特征在于：轴套(30)的介电材料，柔性护套(19)的材料和电气绝缘层(29)的材料要选择得具有热力学互相亲和性。

18.如权利要求11所述的接地电极，其特征在于：多股中心导体中每一股(31-33)具有带电气绝缘层(29)的区段(27)和不带电气绝缘层(29)的区段(28)，而柔性护套(19)包裹全部无电气绝缘层(29)的区段(28)，借助由介电材料制成并被有柔性护套(19)的一部分所包裹的轴套(30)将区段(28)和相应股线(31-33)的具有电气绝缘层的各区段(27)连结在一起形成整体的连接。

19.如权利要求18所述的接地电极，其特征在于：至少对股线(31-33)中的一股来说，有电气绝缘层(29)的区段(27)的长度与在这一区段(27)上的股线(31-33)的截面积之间的比例，要选择沿接地电极的长度而变化。

20.如权利要求13所述的接地电极，其特征在于：多股中心导体(18)中的各股(31-33)有带电气绝缘层(29)的区段(27)和无电气绝缘层(29)的区段(28)，而柔性护套(19)包裹所有无电气绝缘层(29)的区段(28)，这些区段借助介电材料制成的且被柔性护套(19)一部分所包裹的轴套(30)和相应股线(31-33)上具有电气绝缘层(29)的区段(27)相连结形成整体的连接。

21.如权利要求20所述的接地电极，其特征在于：至少对于股线(31-33)中一股来说，有电气绝缘层(29)的区段(27)的长度和在这区段(27)上股线(31-33)的横截面积之间的比例要选得沿接地电极的长度而变化。

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